(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の主表面上に形成され、発光層を有する窒化物系半導体素子層と、
前記窒化物系半導体素子層の前記発光層を含む端部に形成される第１共振器端面と、
前記第１共振器端面と対向する領域に形成され、少なくとも前記主表面に対して所定の角度傾斜して延びる（０００−１）面、または、{Ａ＋Ｂ、Ａ、−２Ａ−Ｂ、２Ａ＋Ｂ}面（ここでＡ≧０およびＢ≧０であり、かつ、ＡおよびＢの少なくともいずれか一方が０ではない整数）からなる反射面とを備える、窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記基板は、前記主表面に形成された凹部を有し、
前記反射面は、前記凹部の内側面を起点として形成される前記窒化物系半導体素子層の結晶成長面からなる、請求項１に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記第１共振器端面とは反対側の端部に形成され、前記主表面に対して略垂直な方向に延びる第２共振器端面をさらに備える、請求項１または２に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記基板は、窒化物系半導体からなる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項５】
前記第１共振器端面から出射されたレーザ光は、前記反射面により、前記レーザ光の前記発光層からの出射方向と交差する方向に出射方向が変化されて、前記レーザ光のモニタ用の光センサに入射されるように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項６】
前記第１共振器端面から出射されたレーザ光が、前記反射面により、前記レーザ光の前記発光層からの出射方向と交差する方向に出射方向が変化するように構成された表面出射型レーザである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の窒化物系半導体レーザ素子。
【請求項７】
基板の主表面上に形成するとともに、発光層を有する窒化物系半導体素子層の端部に第１共振器端面を形成する工程と、
前記第１共振器端面と対向する領域に前記主表面に対して所定の角度傾斜して延びる（０００−１）面、または、{Ａ＋Ｂ、Ａ、−２Ａ−Ｂ、２Ａ＋Ｂ}面（ここでＡ≧０およびＢ≧０であり、かつ、ＡおよびＢの少なくともいずれか一方が０ではない整数）からなる反射面を形成する工程と、
前記第１共振器端面とは反対側の端部に、前記主表面に対して略垂直な方向に延びる第２共振器端面を形成する工程とを備える、窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項８】
前記第１共振器端面を形成する工程および前記第２共振器端面を形成する工程は、前記窒化物系半導体素子層の結晶成長により、少なくとも前記第１共振器端面または前記第２共振器端面のいずれか一方を形成する工程と、エッチングにより、少なくとも前記第１共振器端面または前記第２共振器端面のいずれか他方を形成する工程とを含む、請求項７に記載の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物系半導体レーザ素子およびその製造方法に関し、特に、基板上に発光層を有する窒化物系半導体素子層が形成された窒化物系半導体レーザ素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガリウム砒素系の半導体材料を用いて、共振器端面（光出射面）とレーザ出射光を外部に反射させるための反射面とが一体的に形成された半導体素子層を備えたモノリシック型の半導体レーザ素子が開示されている（たとえば、非特許文献１参照）。
【０００３】
上記非特許文献１に開示されたモノリシック型の半導体レーザ素子では、基板上に一様に積層されたガリウム砒素からなる半導体素子層に対して、イオンビームエッチング技術により、光出射面側の共振器端面と、この共振器端面と所定の距離を隔てた位置に共振器端面に対して斜め４５°の方向に延びる反射面（傾斜端面）とが形成されている。これにより、共振器端面からのレーザ出射光を、反射面によって基板と略垂直な方向に反射させて外部に出射させることが可能に構成されている。
【０００４】
【非特許文献１】Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．４８（２４），                    １６  Ｊｕｎｅ  １９８６，ｐ．１６７５−１６７７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記非特許文献１に開示されたモノリシック型の半導体レーザ素子では、基板と略垂直な方向にレーザ光を出射させるために共振器端面に対して４５°傾斜した反射面（傾斜端面）が形成されている一方、この反射面の面方位については開示も示唆もされていない。一般的に、イオンビームエッチングなどのドライエッチングを用いて半導体素子層に端面を形成した場合、この端面にはエッチングによる微細な凹凸形状が形成される。したがって、上記非特許文献１に開示されたモノリシック型の半導体レーザ素子では、反射面が微細な凹凸形状を有していると考えられる。この場合、共振器端面（光出射面）から出射されたレーザ光の一部が反射面で散乱するために、半導体レーザ素子としての発光効率が低下してしまうという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、半導体レーザ素子の発光効率が低下するのを抑制することが可能な窒化物系半導体レーザ素子およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子は、基板の主表面上に形成され、発光層を有する窒化物系半導体素子層と、発光層を有する窒化物系半導体素子層の端部に形成される第１共振器端面と、第１共振器端面と対向する領域に形成され、少なくとも主表面に対して所定の角度傾斜して延びる（０００−１）面、または、{Ａ＋Ｂ、Ａ、−２Ａ−Ｂ、２Ａ＋Ｂ}面（ここでＡ≧０およびＢ≧０であり、かつ、ＡおよびＢの少なくともいずれか一方が０ではない整数）からなる反射面とを備える。
【０００８】
この発明の第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子では、上記のように、第１共振器端面と対向する領域に形成され、少なくとも主表面に対して所定の角度傾斜して延びる（０００−１）面、または、{Ａ＋Ｂ、Ａ、−２Ａ−Ｂ、２Ａ＋Ｂ}面からなる反射面を備えることによって、上記の面方位を有する反射面（ファセット）は平坦性を有するので、たとえば第１共振器端面から出射されたレーザ光を、反射面で散乱を起こすことなく一様に出射方向を変化させて外部に出射させることができる。この結果、半導体レーザ素子の発光効率が低下するのを抑制することができる。
【０００９】
上記第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子において、好ましくは、基板は、主表面に形成された凹部を有し、反射面は、凹部の内側面を起点として形成される窒化物系半導体素子層の結晶成長面からなる。このように構成すれば、窒化物系半導体素子層が基板上に結晶成長する際に、成長層の上面（窒化物系半導体素子層の主表面）が成長する成長速度よりも、凹部の内側面を起点とした結晶成長面からなる反射面が形成される成長速度が遅いので、成長層の上面（主表面）が平坦性を保ちながら成長する。これにより、予め基板に凹部を形成しない場合の窒化物系半導体素子層の成長層表面と比較して、発光層を有する半導体層の表面（主表面）の平坦性をより一層向上させることができる。なお、この理由は、以下の通りと考えられる。（０００−１）面や{Ａ＋Ｂ、Ａ、−２Ａ−Ｂ、２Ａ＋Ｂ}面のような成長速度の遅い面は表面エネルギーが小さい一方、成長速度の速い面の一例として、たとえば（１−１００）面などは表面エネルギーが大きいと考えられる。結晶成長中の表面は、表面エネルギーが小さい方がより安定であるため、上記（１−１００）面のみを成長面とした結晶成長を行う場合、（１−１００）面よりも表面エネルギーが小さい（１−１００）面以外の面が現れやすくなる。この結果、成長面（主表面）の平坦性が損われやすい。一方、本発明では、たとえば主表面として成長させる（１−１００）面などよりも表面エネルギーの小さい（０００−１）面や{Ａ＋Ｂ、Ａ、−２Ａ−Ｂ、２Ａ＋Ｂ}面を形成しながら成長面（（１−１００）面）を成長させるので、上記（１−１００）面のみを成長面とした結晶成長を行う場合に比べて、成長面（主表面）の表面エネルギーを小さくすることができる。これにより、成長面の平坦性が改善されると考えられる。
【００１０】
上記第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子において、好ましくは、第１共振器端面とは反対側の端部に形成され、主表面に対して略垂直な方向に延びる第２共振器端面をさらに備える。このように構成すれば、第１共振器端面と、第１共振器端面とは反対側の第２共振器端面とを一対の共振器面とした窒化物系半導体素子層を形成することができる。
【００１１】
上記第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子において、好ましくは、基板は、窒化物系半導体からなる。このように構成すれば、窒化物系半導体からなる基板上に窒化物系半導体素子層の結晶成長を利用して、（０００−１）面または{Ａ＋Ｂ、Ａ、−２Ａ−Ｂ、２Ａ＋Ｂ}面からなる第１共振器端面を有する窒化物系半導体素子層を、容易に形成することができる。
【００１２】
上記第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子において、好ましくは、第１共振器端面から出射されたレーザ光は、反射面により、レーザ光の発光層からの出射方向と交差する方向に出射方向が変化されて、レーザ光のモニタ用の光センサに入射されるように構成されている。このように構成すれば、結晶成長面として良好な平坦性を有する反射面により光の散乱が抑制されたレーザ光（端面出射型レーザ素子のレーザ光強度をモニタするサンプル光）を光センサに導くことができるので、レーザ光強度をより正確に測定することができる。
【００１３】
上記第１の局面による窒化物系半導体レーザ素子において、好ましくは、第１共振器端面から出射されたレーザ光が、反射面により、レーザ光の発光層からの出射方向と交差する方向に出射方向が変化するように構成された表面出射型レーザである。このように構成すれば、結晶成長面として良好な平坦性を有する反射面により光の散乱が抑制されたレーザ光が出射されるので、発光効率が向上された表面出射型レーザを形成することができる。
【００１４】
この発明の第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法は、主表面上に形成するとともに、発光層を有する窒化物系半導体素子層の端部に第１共振器端面を形成する工程と、第１共振器端面と対向する領域に主表面に対して所定の角度傾斜して延びる（０００−１）面、または、{Ａ＋Ｂ、Ａ、−２Ａ−Ｂ、２Ａ＋Ｂ}面（ここでＡ≧０およびＢ≧０であり、かつ、ＡおよびＢの少なくともいずれか一方が０ではない整数）からなる反射面を形成する工程と、第１共振器端面とは反対側の端部に、主表面に対して略垂直な方向に延びる第２共振器端面を形成する工程とを備える。
【００１５】
この発明の第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法では、上記のように、発光層を有する窒化物系半導体素子層の端部に第１共振器端面を形成する工程と、第１共振器端面と対向する領域に主表面に対して所定の角度傾斜して延びる（０００−１）面、または、{Ａ＋Ｂ、Ａ、−２Ａ−Ｂ、２Ａ＋Ｂ}面からなる反射面を形成する工程とを備えることによって、たとえはイオンビームエッチングなどにより微細な凹凸形状を有するような反射面（傾斜端面）を形成する場合と異なり、上記の面方位を有する反射面（ファセット）には良好な平坦性が得られる。これにより、たとえば第１共振器端面から出射されたレーザ光を、反射面で散乱を起こすことなく一様に出射方向を変化させて外部に出射させることができるので、発光効率の低下が抑制された半導体レーザ素子を形成することができる。また、窒化物系半導体素子層の結晶成長時に同時に第１共振器端面に対して傾斜する反射面を形成するので、基板上に平坦な半導体素子層を成長した後に、たとえばイオンビームエッチングなどにより共振器端面（たとえば光出射面側）に対して所定の角度傾斜した反射面（傾斜端面）を形成する場合と異なり、半導体レーザ素子の製造プロセスが複雑になるのを抑制することもできる。
【００１６】
上記第２の局面による窒化物系半導体レーザ素子の製造方法において、好ましくは、第１共振器端面を形成する工程および第２共振器端面を形成する工程は、窒化物系半導体素子層の結晶成長により、少なくとも第１共振器端面または第２共振器端面のいずれか一方を形成する工程と、エッチングにより、少なくとも第１共振器端面または第２共振器端面のいずれか他方を形成する工程を含む。このように構成すれば、結晶成長による窒化物系半導体素子層の端面形成と、エッチングによる端面形成とを行うことができるので、ＧａＮ基板などの劈開性の乏しい基板上に形成された窒化物系半導体素子層の発光層を含む領域の端部に、容易に共振器端面（第１共振器端面または第２共振器端面）を形成することができる。また、結晶成長およびエッチングの条件を制御することにより、容易に、主表面に対して略垂直な方向に延びる共振器端面（第１共振器端面または第２共振器端面）を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、本発明による半導体レーザ素子の概略的な構成を説明するための断面図である。図１を参照して、本発明の具体的な実施形態を説明する前に、本発明による半導体レーザ素子の概略的な構成について、半導体レーザ素子１０を例として説明する。
【００１９】
半導体レーザ素子１０は、図１に示すように、第１半導体１上に、活性層２が形成されている。活性層２上には、第２半導体３が形成されている。また、第１半導体１の下面上には、第１電極４が形成されているとともに、第２半導体３上には、第２電極５が形成されている。なお、第１半導体１は、本発明の「基板」および「窒化物系半導体素子層」の一例であり、活性層２は、本発明の「発光層」および「窒化物系半導体素子層」の一例である。また、第２半導体３は、本発明の「窒化物系半導体素子層」の一例である。
【００２０】
ここで、一般的に、第１半導体１および第２半導体３の間に、第１半導体１および第２半導体３のバンドギャップよりも小さいバンドギャップを有する活性層２を形成して二重ヘテロ構造を形成することによって、活性層２にキャリアを閉じ込めやすくすることができるとともに、半導体レーザ素子１０（活性層２）の発光効率を向上させることが可能である。また、活性層２を単一量子井戸（ＳＱＷ）構造や多重量子井戸（ＭＱＷ）構造とすることにより、さらに発光効率を向上させることが可能である。この量子井戸構造の場合、井戸層の厚みが小さいので、井戸層が歪みを有する場合においても、井戸層の結晶性が悪化するのを抑制することができる。なお、井戸層は、活性層２の主表面２ａの面内方向に圧縮歪みを有する場合であっても、面内方向に引っ張り歪みを有する場合であっても、結晶性が悪化するのが抑制される。また、活性層２は、アンドープでもよく、ドーピングされていてもよい。
【００２１】
また、本発明において、第１半導体１は、基板または半導体層により構成されていてもよいし、基板と半導体層との両方により構成されていてもよい。また、第１半導体１が基板と半導体層との両方により構成される場合、基板は、第１半導体１の第２半導体３が形成される側とは反対側（第１半導体１の下面側）に形成される。また、基板は、成長用基板であってもよいし、半導体層を成長させた後に半導体層の成長面（主表面）に半導体層を支持するための支持基板として用いてもよい。
【００２２】
また、基板は、ＧａＮ基板やα−ＳｉＣ基板を用いることができる。ＧａＮ基板およびα−ＳｉＣ基板上には、基板と同じ主表面を有する窒化物系半導体素子層が形成される。たとえば、α−ＳｉＣ基板のａ面およびｍ面上には、それぞれ、ａ面およびｍ面を主表面とする窒化物系半導体素子層が形成される。また、ａ面を主表面とする窒化物系半導体が形成されたｒ面サファイア基板を基板として用いてもよい。また、ａ面およびｍ面を主表面とする窒化物系半導体素子層が形成されたＬｉＡｌＯ２基板またはＬｉＧａＯ２基板を基板として用いることができる。
【００２３】
また、ｐｎ接合型の半導体レーザ素子１０では、第１半導体１と第２半導体３とは互いに異なる導電性を有する。第１半導体１がｐ型であり第２半導体３がｎ型であってもよいし、第１半導体１がｎ型であり第２半導体３がｐ型であってもよい。
【００２４】
また、第１半導体１および第２半導体３は、活性層２よりもバンドギャップの大きいクラッド層（図示せず）などを含んでいてもよい。また、第１半導体１および第２半導体３は、それぞれ、活性層２側から近い順に、クラッド層とコンタクト層（図示せず）とを含んでいてもよい。この場合、コンタクト層は、クラッド層よりもバンドギャップが小さいことが好ましい。
【００２５】
また、量子井戸の活性層２としては、井戸層としてＧａＩｎＮ、障壁層として井戸層よりもバンドギャップの大きいＡｌＧａＮ、ＧａＮおよびＧａＩｎＮを用いることができる。また、クラッド層およびコンタクト層としては、ＧａＮおよびＡｌＧａＮを用いることができる。
【００２６】
図２は、窒化物系半導体の結晶方位と、本発明における製造プロセスを用いて半導体レーザ素子を形成する場合の基板の主表面の法線方向の範囲を示した図である。次に、図２を参照して、本発明の窒化物系半導体素子層の形成方法を用いて半導体レーザ素子を形成する場合の基板の面方位について説明する。
【００２７】
図２に示すように、基板６の主表面６ａの法線方向は、それぞれ、［１１−２０］方向と略［１０−１０］方向とを結ぶ線３００（［Ｃ＋Ｄ、Ｃ、−２Ｃ−Ｄ、０］方向（Ｃ≧０およびＤ≧０であり、かつ、ＣおよびＤの少なくともいずれか一方が０ではない整数））、および、［１１−２０］方向と略［１１−２−５］方向とを結ぶ線４００（［１、１、−２、−Ｅ］方向（０≦Ｅ≦５））、および、［１０−１０］方向と略［１０−１−４］方向とを結ぶ線５００（［１、−１、０、−Ｆ］方向（０≦Ｆ≦４））、および、略［１１−２−５］方向と略［１０−１−４］方向とを結ぶ線６００（［Ｇ＋Ｈ、Ｇ、−２Ｇ−Ｈ、−５Ｇ−４Ｈ］方向（Ｇ≧０およびＨ≧０であり、かつ、ＧおよびＨの少なくともいずれか一方が０ではない整数））によって囲まれる範囲（斜線でハッチングされた領域）にある。
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
（第１実施形態）
図３は、本発明の第１実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。図４および図５は、図３に示した表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の構造を説明するための断面図である。まず、図３〜図５を参照して、第１実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子３０の構造について説明する。
【００３０】
この第１実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子３０では、図３および図４に示すように、約１００μｍの厚みを有するｎ型ＧａＮ基板１１上に形成され、約３μｍ〜約４μｍの厚みを有するＡｌＧａＮからなる下地層４０上に、約３．１μｍの厚みを有する半導体レーザ素子層１２が形成されている。なお、ｎ型ＧａＮ基板１１および半導体レーザ素子層１２は、それぞれ、本発明の「基板」および「窒化物系半導体素子層」の一例である。また、半導体レーザ素子層１２は、図４に示すように、レーザ素子端部間（Ａ方向）の長さＬ１が約１５６０μｍを有するように形成されている。
【００３１】
ここで、第１実施形態では、図４に示すように、半導体レーザ素子層１２は、ｎ型ＧａＮ基板１１の（１−１０−４）面からなる主表面上に、下地層４０を介して形成されている。また、半導体レーザ素子層１２には、［１−１０１］方向である共振器方向（Ａ方向）に、ｎ型ＧａＮ基板１１の主表面に対して略垂直な光出射面３０ａおよび光反射面３０ｂがそれぞれ形成されている。なお、光出射面３０ａおよび光反射面３０ｂは、それぞれ、本発明の「第１共振器端面」および「第２共振器端面」の一例である。なお、本発明において、光出射面３０ａおよび光反射面３０ｂは、光出射側および光反射側のそれぞれの共振器端面から出射されるレーザ光強度の大小関係により区別される。すなわち、相対的にレーザ光の出射強度の大きい側が光出射面３０ａであり、相対的にレーザ光の出射強度の小さい側が光反射面３０ｂである。
【００３２】
また、第１実施形態では、下地層４０には、下地層４０の結晶成長時に形成されるともに、ｎ型ＧａＮ基板１１の［１１−２０］方向にストライプ状に延びるクラック４１が形成されている。そして、図４に示すように、半導体レーザ素子層１２の光出射面３０ａは、後述する半導体レーザ素子層１２の形成時に、下地層４０のクラック４１の内側面４１ａを引き継ぐように結晶成長した（１−１０１）面からなる端面により構成されている。また、半導体レーザ素子層１２の光反射面３０ｂは、［−１１０−１］方向（図４のＡ１方向）に垂直な端面である（−１１０−１）面により形成されている。なお、クラック４１は、本発明の「凹部」の一例であり、内側面４１ａは、本発明の「凹部の内側面」の一例である。
【００３３】
なお、第１実施形態では、ＡｌＧａＮからなる下地層４０を結晶成長させる際に、ｎ型ＧａＮ基板１１と下地層４０との格子定数差を利用することにより凹部としてのクラック４１を下地層４０に形成しているが、下地層４０を結晶成長させた後に、下地層４０の表面側から機械的スクライブ、レーザスクライブ、ダイシングおよびエッチングなどにより、凹部（溝形状の窪み）を形成してもよい。また、上記手法を用いて凹部を形成する場合には、下地層４０を基板（下地基板）であるｎ型ＧａＮ基板１１と同様の格子定数を有するＧａＮとしてもよい。さらには、後述するように、機械的スクライブ、レーザスクライブ、ダイシングおよびエッチングなどにより、ｎ型ＧａＮ基板１１上の表面側に直接的に凹部（第７実施形態の溝部１５０）を形成してもよい。
【００３４】
また、第１実施形態では、図４に示すように、半導体レーザ素子層１２には、［１−１０１］方向（Ａ２方向）の光出射面３０ａと対向する領域に、光出射面３０ａに対して角度θ１（＝約６５°）傾斜した方向に延びる反射面３０ｃが形成されている。また、反射面３０ｃは、後述する半導体レーザ素子層１２の形成時に、下地層４０のクラック４１の内側面４１ｂの上端部を起点として結晶成長した（０００−１）面からなるファセット（成長面）により形成されている。これにより、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子３０では、図４に示すように、後述する発光層１５の光出射面３０ａからＡ２方向に出射されたレーザ光を、反射面３０ｃにより光出射面３０ａに対して角度θ２（＝約４０°）傾斜した方向に出射方向を変化させて外部に出射させることが可能に構成されている。なお、内側面４１ｂは、本発明の「凹部の内側面」の一例である。また、図４に示すように、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子３０のＡ２方向の端部には、半導体レーザ素子層１２の（１−１０１）面からなる端面３０ｄが形成されている。
【００３５】
また、半導体レーザ素子層１２は、図３および図４に示すように、バッファ層１３と、ｎ型クラッド層１４と、発光層１５と、ｐ型クラッド層１６およびｐ型コンタクト層１７とを含んでいる。具体的には、図４に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１１上に形成された下地層４０の上面上に、約１．０μｍの厚みを有するアンドープＡｌ０．０１Ｇａ０．９９Ｎからなるバッファ層１３と、約１．９μｍの厚みを有するＧｅドープのＡｌ０．０７Ｇａ０．９３Ｎからなるｎ型クラッド層１４とが形成されている。
【００３６】
また、ｎ型クラッド層１４上には、発光層１５が形成されている。この発光層１５は、図５に示すように、ｎ型クラッド層１４（図４参照）に近い側から順に、約２０ｎｍの厚みを有するＡｌ０．２Ｇａ０．８Ｎからなるｎ側キャリアブロック層１５ａと、約２０ｎｍの厚みを有するアンドープＩｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎからなるｎ側光ガイド層１５ｂと、ＭＱＷ活性層１５ｅと、約０．８μｍの厚みを有するアンドープＩｎ０．０１Ｇａ０．９９Ｎからなるｐ側光ガイド層１５ｆと、約２０ｎｍの厚みを有するＡｌ０．２５Ｇａ０．７５Ｎからなるキャリアブロック層１５ｇとから構成されている。また、ＭＱＷ活性層１５ｅは、約２．５ｎｍの厚みを有するアンドープＩｎ０．１５Ｇａ０．８５Ｎからなる３層の量子井戸層１５ｃと約２０ｎｍの厚みを有するアンドープＩｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎからなる３層の量子障壁層１５ｄとが交互に積層されている。また、ｎ型クラッド層１４は、ＭＱＷ活性層１５ｅよりもバンドギャップが大きい。また、ｎ側キャリアブロック層１５ａとＭＱＷ活性層１５ｅとの間に、ｎ側キャリアブロック層１５ａとＭＱＷ活性層１５ｅとの中間のバンドギャップを有する光ガイド層などを形成してもよい。また、ＭＱＷ活性層１５ｅは、単層またはＳＱＷ構造で形成してもよい。
【００３７】
また、図３および図４に示すように、発光層１５上には、平坦部と、平坦部の略中央部から上方（Ｃ２方向）に突出するように形成され約１μｍの厚みを有する凸部とを有するＭｇドープのＡｌ０．０７Ｇａ０．９３Ｎからなるｐ型クラッド層１６が形成されている。また、ｐ型クラッド層１６は、ＭＱＷ活性層１５ｅよりもバンドギャップが大きい。また、ｐ型クラッド層１６の凸部上には、約３ｎｍの厚みを有するアンドープＩｎ０．０７Ｇａ０．９３Ｎからなるｐ型コンタクト層１７が形成されている。また、ｐ型クラッド層１６の凸部とｐ型コンタクト層１７とによって、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子３０の光導波路として共振器方向（図３のＡ方向）にストライプ状（細長状）に延びるリッジ部３１が構成されている。なお、バッファ層１３、ｎ型クラッド層１４、発光層１５、ｐ型クラッド層１６およびｐ型コンタクト層１７は、それぞれ、本発明の「窒化物系半導体素子層」の一例である。
【００３８】
また、図３に示すように、半導体レーザ素子層１２のｐ型クラッド層１６の凸部以外の平坦部の上面上およびリッジ部３１の両側面を覆うように、約２００ｎｍの厚みを有するＳｉＯ２からなる電流ブロック層１８が形成されている。
【００３９】
また、電流ブロック層１８およびｐ型コンタクト層１７の上面上には、ｐ型コンタクト層１７の上面に近い方から順に、約５ｎｍの厚みを有するＰｔ層と、約１００ｎｍの厚みを有するＰｄ層と、約１５０ｎｍの厚みを有するＡｕ層とからなるｐ側電極１９が形成されている。
【００４０】
また、図３および図４に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１１の裏面上には、ｎ型ＧａＮ基板１１に近い側から順に、約１０ｎｍの厚みを有するＡｌ層と、約２０ｎｍの厚みを有するＰｔ層と、約３００ｎｍの厚みを有するＡｕ層とからなるｎ側電極２０が形成されている。このｎ側電極２０は、図４に示すように、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子３０の矢印Ａ方向の両側部まで延びるようにｎ型ＧａＮ基板１１の裏面上の全面に形成されている。
【００４１】
図６〜図１０は、それぞれ、図３に示した第１実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図および平面図である。次に、図３〜図１０を参照して、第１実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子３０の製造プロセスについて説明する。
【００４２】
まず、図６に示すように、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１１上に、約３μｍ〜約４μｍの厚みを有するＡｌＧａＮからなる下地層４０を成長させる。なお、下地層４０が結晶成長する際、ｎ型ＧａＮ基板１１の格子定数ｃ１よりもＡｌＧａＮからなる下地層４０の格子定数ｃ２が小さい（ｃ１＞ｃ２）ので、所定の厚みに達した下地層４０は、ｎ型ＧａＮ基板１１の格子定数ｃ１に合わせようとして下地層４０の内部に引張応力Ｒが発生する。この結果、下地層４０が局所的にＡ方向に縮むのに伴って、下地層４０には、図６および図７に示すようなクラック４１が形成される。ここで、ＧａＮとＡｌＧａＮとのｃ軸の格子定数の差の方が、ＧａＮとＡｌＧａＮとのａ軸の格子定数の差よりも大きいので、クラック４１は、（０００１）面とｎ型ＧａＮ基板１１の主表面の（１−１０−４）面とに平行な［１１−２０］方向（Ｂ方向）に沿ってストライプ状に延びるように形成されやすい。なお、図６では、下地層４０に自発的にクラック４１が形成される様子を模式的に示している。
【００４３】
また、第１実施形態では、図６に示すように、下地層４０にクラック４１が形成される際に、クラック４１には、下地層４０とｎ型ＧａＮ基板１１との界面近傍まで達する内側面４１ａが形成される。この内側面４１ａは、ｎ型ＧａＮ基板１１の（１−１０−４）面からなる主表面に対して略垂直に形成される。ここで、クラック４１は、下地層４０の内部に発生する引張応力Ｒ（図６参照）を利用して形成されるので、外部的な加工技術（たとえば、機械的スクライブ、レーザスクライブ、ダイシングおよびエッチングなど）により凹部を形成する場合と異なり、クラック４１を［１１−２０］方向に容易に一致させることが可能である。この結果、クラック４１を極めて平坦に形成することができるので、平坦な端面（（１−１０１）面）を有する半導体レーザ素子層１２を容易に成長させることができる。
【００４４】
また、第１実施形態では、上記のように下地層４０の内部にｎ型ＧａＮ基板１１の主表面近傍まで達するクラック４１が形成されるので、ｎ型ＧａＮ基板１１と格子定数が異なる下地層４０の格子歪を開放することができる。したがって、下地層４０の結晶品質が良好になり、下地層４０上に形成される半導体レーザ素子層１２を高品質な結晶状態とすることができる。この結果、後述する工程で形成されるｎ型クラッド層１４、ｎ側キャリアブロック層１５ａ、キャリアブロック層１５ｇ、ｐ型クラッド層１６およびｐ型コンタクト層１７などの電気特性が向上されるとともに、これらの層内での光吸収を抑制することが可能となる。さらに、発光層１５（ｎ側キャリアブロック層１５ａ、ｎ側光ガイド層１５ｂ、ＭＱＷ活性層１５ｅ、ｐ側光ガイド層１５ｆおよびキャリアブロック層１５ｇ）の内部損失を低減するとともに、発光層１５の発光効率を向上させることが可能である。なお、第１実施形態では、下地層４０の内部にｎ型ＧａＮ基板１１の主表面近傍まで達するクラック４１を形成したが、下地層４０の厚み方向（図６のＣ２方向）に、下地層４０の厚みに相当する深さの溝部を形成するようにしてもよい。このように構成しても、下地層４０の厚みに相当する深さの溝部によって下地層４０の内部歪を開放することができるので、クラック４１を形成する場合と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
次に、図８に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いて、クラック４１が形成された下地層４０上に、バッファ層１３、ｎ型クラッド層１４、発光層１５（詳細は図５参照）、ｐ型クラッド層１６およびｐ型コンタクト層１７を順次成長させて半導体レーザ素子層１２を形成する。
【００４６】
上記半導体レーザ素子層１２の形成において、具体的には、まず、基板温度を約１０００℃の成長温度に保持した状態で、Ｇａ原料であるＴＭＧａ（トリメチルガリウム）およびＡｌ原料であるＴＭＡｌ（トリメチルアルミニウム）を含んだＨ２からなるキャリアガスを反応炉内に供給して、ｎ型ＧａＮ基板１１上にバッファ層１３を成長させる。次に、ＴＭＧａおよびＴＭＡｌと、ｎ型導電性を得るためのＧｅ不純物の原料であるＧｅＨ４（モノゲルマン）とを含んだＨ２からなるキャリアガスを反応炉内に供給して、バッファ層１３上にｎ型クラッド層１４を成長させる。その後、ＴＭＧａおよびＴＭＡｌを含んだＨ２ガスを反応炉内に供給して、ｎ型クラッド層１４上にｎ側キャリアブロック層１５ａを成長させる。
【００４７】
次に、基板温度を約８５０℃の成長温度に下げて保持した状態で、反応炉内にＮＨ３ガスを供給した窒素ガス雰囲気中にて、Ｇａ原料であるＴＥＧａ（トリエチルガリウム）およびＩｎ原料であるＴＭＩｎ（トリメチルインジウム）を供給して、ｎ側光ガイド層１５ｂ、ＭＱＷ活性層１５ｅおよびｐ側光ガイド層１５ｆを成長させる。そして、ＴＭＧａおよびＴＭＡｌを反応炉内に供給して、キャリアブロック層１５ｇを成長させる。これにより、発光層１５（図５参照）が形成される。
【００４８】
次に、基板温度を約１０００℃の成長温度に上昇させて保持した状態で、反応炉内にＮＨ３ガスを供給した水素ガスおよび窒素ガス雰囲気中にて、ｐ型不純物であるＭｇの原料であるＭｇ（Ｃ５Ｈ５）２（シクロペンタンジエニルマグネシウム）、Ｇａ原料であるＴＭＧａおよびＡｌ原料であるＴＭＡｌを供給して、発光層１５上にｐ型クラッド層１６を成長させる。その後、再び基板温度を約８５０℃の成長温度に下げて保持した状態で、反応炉内にＮＨ３ガスを供給した窒素ガス雰囲気中にて、Ｇａ原料であるＴＥＧａおよびＩｎ原料であるＴＭＩｎを供給して、ｐ型コンタクト層１７を成長させる。このようにして、下地層４０上に半導体レーザ素子層１２が形成される。
【００４９】
ここで、第１実施形態では、図９に示すように、下地層４０上に半導体レーザ素子層１２を成長させた場合、Ｂ方向（図７参照）にストライプ状に延びるクラック４１の内側面４１ａの上端部を起点として、クラック４１の内側面４１ａを引き継ぐように［１−１０−４］方向（Ｃ２方向）に延びる端面（（１−１０１）面）を形成しながら結晶成長する。これにより、半導体レーザ素子層１２には、（１−１０１）面からなる光出射面３０ａが形成される。また、同時に、半導体レーザ素子層１２は、クラック４１の内側面４１ｂの上端部を起点として、ｎ型ＧａＮ基板１１の主表面に対して角度θ１（＝約６５°）傾斜した方向に延びる（０００−１）面からなるファセット（成長面）が形成される。これにより、半導体レーザ素子層１２には、（０００−１）面からなるとともに半導体レーザ素子層１２の上面（主表面）に対して鈍角をなす反射面３０ｃが形成される。なお、半導体レーザ素子層１２が結晶成長する過程で、上記（１−１０１）面および（０００−１）面が形成される部分の成長速度よりも、半導体レーザ素子層１２の表面（上面）が矢印Ｃ２方向（図８参照）へ成長する成長速度が速いので、半導体レーザ素子層１２の主表面（上面）の平坦性についても向上させることができる。
【００５０】
そして、窒素ガス雰囲気中で、約８００℃の温度条件下でｐ型化アニール処理を行う。
【００５１】
次に、図３に示すように、ｐ型コンタクト層１７の上面上に、フォトリソグラフィによりレジストパターンを形成した後、そのレジストパターンをマスクとしてドライエッチングなどを行うことにより、リッジ部３１を形成する。その後、ｐ型クラッド層１６の凸部以外の平坦部の上面上およびリッジ部３１の両側面を覆うように、電流ブロック層１８を形成する。また、図３および図１０に示すように、真空蒸着法を用いて、電流ブロック層１８上および電流ブロック層１８が形成されていないｐ型コンタクト層１７上に、ｐ側電極１９を形成する。なお、図１０では、ｐ型コンタクト層１７が形成された位置（リッジ部３１近傍）における半導体レーザ素子の共振器方向（Ａ方向）に沿った断面構造を示している。
【００５２】
この後、図１０に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１１の厚みが約１００μｍになるように、ｎ型ＧａＮ基板１１の裏面を研磨した後、真空蒸着法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１１の裏面上に、ｎ型ＧａＮ基板１１に接触するようにｎ側電極２０を形成する。
【００５３】
また、第１実施形態では、図１０に示すように、所定の共振器端面を形成したい位置を、半導体レーザ素子層１２の表面側（上面側）からｎ型ＧａＮ基板１１まで達する方向（矢印Ｃ１方向）にドライエッチングを行うことにより、半導体レーザ素子層１２の一方の側面が平坦な略（−１１０−１）面を有する溝部４２を形成する。これにより、溝部４２の一方の側面である略（−１１０−１）面が、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子３０における一対の共振器端面のうちの光反射面３０ｂとして容易に形成される。また、溝部４２の他方の側面である略（１−１０１）面が、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子３０の端面３０ｄとして形成される。なお、溝部４２は、平面的に見て、クラック４１の延びる方向と略平行な［１１−２０］方向（Ｂ方向）に伸びるように形成される。
【００５４】
そして、図１０に示すように、溝部４２に、レーザスクライブまたは機械式スクライブにより、ｎ型ＧａＮ基板１１の溝部４２と平行に直線状のスクライブ溝４３を形成する。この状態で、図１０に示すように、ウェハの表面側（上側）が開くようにｎ型ＧａＮ基板１１の裏面側を支点として荷重を印加することにより、ウェハを、スクライブ溝４３の位置で分離する。なお、ｎ型ＧａＮ基板１１の溝部４２は、図４に示すように、素子分割後、光反射面３０ｂおよび端面３０ｄの下部に形成された段差部１１ａとなる。
【００５５】
この後、共振器方向（Ａ方向）に沿って素子を分割してチップ化することによって、図３および図４に示した第１実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子３０が形成される。
【００５６】
第１実施形態では、上記のように、半導体レーザ素子層１２の端部に形成される光出射面３０ａと対向する領域に形成され、ｎ型ＧａＮ基板１１の主表面（（１−１０−４）面）に対して角度θ１（＝約６５°）傾斜して延びる（０００−１）面からなる反射面３０ｃを備えることによって、（０００−１）面からなる反射面３０ｃは平坦性を有するので、光出射面３０ａから出射されたレーザ光を、反射面３０ｃで散乱を起こすことなく一様に出射方向を変化させて外部（表面出射型窒化物系半導体レーザ素子３０の上方）に出射させることができる。この結果、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子３０の発光効率が低下するのを抑制することができる。
【００５７】
また、第１実施形態では、半導体レーザ素子層１２の結晶成長時に同時に光出射面３０ａに対して傾斜する反射面３０ｃを形成するので、ｎ型ＧａＮ基板１１上に平坦な半導体素子層を成長した後に、たとえばイオンビームエッチングなどにより光出射面３０ａに対して角度θ１（＝約６５°）だけ傾斜した反射面を形成する場合と異なり、半導体レーザ素子の製造プロセスが複雑になるのを抑制することができる。
【００５８】
また、第１実施形態では、ｎ型ＧａＮ基板１１がｎ型ＧａＮ基板１１の主表面に形成されたクラック４１を有するとともに、半導体レーザ素子層１２の反射面３０ｃを、ｎ型ＧａＮ基板１１のクラック４１の内側面４１ｂを起点として形成される半導体レーザ素子層１２の結晶成長面からなるように構成することによって、半導体レーザ素子層１２がｎ型ＧａＮ基板１１上に結晶成長する際に、成長層の上面（半導体レーザ素子層１２の主表面）が成長する成長速度よりも、クラック４１の内側面４１ｂを起点とした結晶成長面からなる反射面３０ｃが形成される成長速度が遅いので、成長層の上面（主表面）が平坦性を保ちながら成長する。これにより、予めｎ型ＧａＮ基板１１にクラック４１を形成しない場合の半導体レーザ素子層１２の成長層表面と比較して、発光層を有する半導体層の表面の平坦性をより一層向上させることができる。
【００５９】
また、（１−１０１）面は、半導体レーザ素子層１２の主表面（上面）よりも成長速度が遅いので、結晶成長によって、容易に光出射面３０ａを形成することができる。
【００６０】
また、第１実施形態では、発光層を有する半導体レーザ素子層１２の光出射面３０ａとは反対側の端部に形成され、ｎ型ＧａＮ基板１１の主表面に対して略垂直な方向に延びる光出射面３０ｂを備えることによって、光出射面３０ａと、光出射面３０ａとは反対側の光出射面３０ｂとを一対の共振器面とした半導体レーザ素子層１２を形成することができる。
【００６１】
また、第１実施形態では、基板を、ＧａＮなどの窒化物系半導体からなるｎ型ＧａＮ基板１１であるように構成することによって、窒化物系半導体からなるｎ型ＧａＮ基板１１上に半導体レーザ素子層１２の結晶成長を利用して、（１−１０１）面からなる光出射面３０ａおよび（０００−１）面からなる反射面３０ｃをともに有する半導体レーザ素子層１２を、容易に形成することができる。
【００６２】
また、第１実施形態では、エッチングにより光反射面３０ｂを形成することによって、ＧａＮ基板などの劈開性の乏しい基板上に形成された半導体レーザ素子層１２の端部に、容易に共振器端面を形成することができる。また、エッチングの条件を制御することにより、容易に、ｎ型ＧａＮ基板１１の主表面に対して略垂直な方向（［１−１０−４］方向）に延びる（−１１０−１）面からなる光反射面３０ｂを形成することができる。
【００６３】
（第２実施形態）
図１１は、本発明の第２実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。図１２は、図１１に示した第２実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。図７、図１１および図１２を参照して、この第２実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子５０の製造プロセスでは、上記第１実施形態と異なり、ｍ面（（１−１００）面）からなる主表面を有するｎ型ＧａＮ基板５１上に、ＡｌＧａＮからなる下地層４０を形成した後、半導体レーザ素子層１２を形成する場合について説明する。なお、ｎ型ＧａＮ基板５１は、本発明の「基板」の一例である。
【００６４】
この第２実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子５０では、図１１に示すように、ｍ面（（１−１００）面）からなる主表面を有するｎ型ＧａＮ基板５１上に、上記第１実施形態と同様の構造を有する半導体レーザ素子層１２が形成されている。
【００６５】
ここで、第２実施形態では、半導体レーザ素子層１２には、ｎ型ＧａＮ基板５１の主表面に対して略垂直な光出射面５０ａおよび光反射面５０ｂがそれぞれ形成されている。なお、光出射面５０ａおよび光反射面５０ｂは、それぞれ、本発明の「第１共振器端面」および「第２共振器端面」の一例である。また、光出射面５０ａは、下地層４０のクラック４１の内側面４１ａを引き継ぐように結晶成長した（０００−１）面により形成されている。また、光反射面５０ｂは、［０００１］方向（図１１のＡ１方向）に垂直な（０００１）面により形成されている。
【００６６】
また、第２実施形態では、図１１に示すように、半導体レーザ素子層１２には、［０００−１］方向（Ａ２方向）の光出射面５０ａと対向する領域に、光出射面５０ａに対して角度θ３（＝約６２°）傾斜した方向に延びる反射面５０ｃが形成されている。また、反射面５０ｃは、半導体レーザ素子層１２の形成時の結晶成長に伴う（１−１０１）面からなるファセットにより形成されている。これにより、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子５０では、図１１に示すように、発光層１５の光出射面５０ａからＡ２方向に出射されたレーザ光を、反射面５０ｃにより光出射面５０ａに対して角度θ４（＝約３４°）傾斜した方向に出射方向を変化させることが可能に構成されている。また、図１１に示すように、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子５０のＡ２方向の端部には、半導体レーザ素子層１２の（０００−１）面からなる端面５０ｄが形成されている。
【００６７】
なお、第２実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子５０の半導体レーザ素子層１２の素子構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００６８】
また、第２実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子５０の製造プロセスでは、図１２に示すように、上記第１実施形態と同様の製造プロセスを用いて、下地層４０上に半導体レーザ素子層１２を形成する。
【００６９】
ここで、第２実施形態では、図１２に示すように、下地層４０上に半導体レーザ素子層１２を成長させた場合、半導体レーザ素子層１２は、Ｂ方向（図７参照）にストライプ状に延びるクラック４１の内側面４１ａの上端部を起点として、クラック４１の内側面４１ａを引き継ぐように［１−１００］方向（Ｃ２方向）に延びる（０００−１）面を形成しながら結晶成長する。これにより、半導体レーザ素子層１２には、（０００−１）面からなる光出射面５０ａが形成される。また、同時に、半導体レーザ素子層１２には、クラック４１の内側面４１ｂの上端部を起点として、ｎ型ＧａＮ基板５１の主表面に対して角度θ３（＝約６２°）傾斜した（１−１０１）面からなるファセットが形成される。これにより、半導体レーザ素子層１２には、（１−１０１）面からなるとともに半導体レーザ素子層１２の上面（主表面）に対して鈍角をなす反射面５０ｃが形成される。なお、半導体レーザ素子層１２が結晶成長する過程で、上記（０００−１）面および（１−１０１）面が形成される部分の成長速度よりも、半導体レーザ素子層１２の表面（上面）が矢印Ｃ２方向（図１２参照）へ成長する成長速度が速いので、上記（０００−１）面および（１−１０１）面の平坦性のみならず、半導体レーザ素子層１２の表面（上面）の平坦性についても向上させることができる。
【００７０】
また、第２実施形態では、所定の共振器端面を形成したい位置を、半導体レーザ素子層１２の表面側（上面側）からｎ型ＧａＮ基板５１まで達する方向（矢印Ｃ１方向）にドライエッチングを行うことにより、半導体レーザ素子層１２の一方の側面が平坦な略（０００１）面を有する溝部５２を形成する。これにより、溝部５２の一方の側面が、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子５０の光反射面５０ｂとして容易に形成される。また、溝部５２の他方の側面である略（０００−１）面が、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子５０の端面５０ｄとして形成される。なお、溝部５２は、平面的に見て、クラック４１の延びる方向と略平行な［１１−２０］方向（Ｂ方向）に伸びるように形成される。
【００７１】
そして、図１２に示すように、溝部５２に、レーザスクライブまたは機械式スクライブにより、ｎ型ＧａＮ基板５１の溝部５２と平行（図１２の紙面に垂直な方向）にスクライブ溝５３を形成する。この状態で、図１２に示すように、ウェハを、スクライブ溝５３の位置で分離する。なお、ｎ型ＧａＮ基板５１の溝部５２は、図１１に示すように、素子分割後、光反射面５０ｂおよび端面５０ｄの下部に形成された段差部５１ａとなる。
【００７２】
この後、共振器方向（Ａ方向）に沿って素子を分割してチップ化することによって、図１１に示した第２実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子５０が形成される。
【００７３】
第２実施形態では、上記のように、半導体レーザ素子層１２の端部に形成される光出射面５０ａと、ｎ型ＧａＮ基板５１のｍ面（（１−１００）面）に対して角度θ３（＝約６２°）傾斜して延びる（１−１０１）面からなる反射面５０ｃとを備えることによって、（１−１０１）面からなる反射面５０ｃは平坦性を有するので、光出射面５０ａから出射されたレーザ光を、反射面５０ｃで散乱を起こすことなく一様に出射方向を変化させて外部（表面出射型窒化物系半導体レーザ素子５０の上方）に出射させることができる。この結果、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子５０の発光効率が低下するのを抑制することができる。
【００７４】
また、第２実施形態では、クラック４１の内側面４１ａが（０００−１）面を含むように構成することによって、ｎ型ＧａＮ基板５１の主表面上に（０００−１）面からなる光出射面５０ａを有する半導体レーザ素子層１２を形成する際、クラック４１の内側面４１ａの（０００−１）面を引き継ぐようにして半導体レーザ素子層１２の（０００−１）面が形成されるので、光出射面５０ａをｎ型ＧａＮ基板５１上に容易に形成することができる。
【００７５】
また、第２実施形態では、半導体レーザ素子層１２の（１−１０１）面からなる反射面５０ｃと対向する光出射面５０ａを、（０００−１）面からなるように構成することによって、ｎ型ＧａＮ基板５１上に（０００−１）面に該当しない光出射面５０ａを形成する場合と比較して、ｎ型ＧａＮ基板５１上に（０００−１）面からなる光出射面５０ａを形成する場合の成長層の表面（上面）が確実に平坦性を有するように形成することができる。また、（０００−１）面は、半導体レーザ素子層１２の主表面（上面）よりも成長速度が遅いので、結晶成長によって、容易に光出射面５０ａを形成することができる。
【００７６】
また、第２実施形態では、非極性面（ｍ面（（１−１００）面））からなる主表面を有するｎ型ＧａＮ基板５１上に半導体レーザ素子層１２を形成することによって、半導体素子層（発光層１５）に発生するピエゾ電場や自発分極などの内部電場を低減することができる。これにより、共振器端面（光出射面５０ａ）近傍を含む半導体レーザ素子層１２（発光層１５）の発熱がより抑制されるので、発光効率をより向上させた表面出射型窒化物系半導体レーザ素子５０を形成することができる。なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００７７】
［実施例］
図１３および図１４は、図１１に示した第２実施形態の製造プロセスにおけるｎ型ＧａＮ基板上の半導体層の結晶成長の様子を走査型電子顕微鏡を用いて観察した顕微鏡写真である。図７、図１３および図１４を参照して、上記第２実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。
【００７８】
この確認実験では、まず、上記した第２実施形態と同様の製造プロセスを用いて、ｍ面（（１−１００）面）からなる主表面を有するｎ型ＧａＮ基板上に、ＭＯＣＶＤ法を用いて３μｍ〜４μｍの厚みを有するＡｌＧａＮからなる下地層を形成した。この際、ｎ型ＧａＮ基板と下地層との格子定数差に起因して、下地層に図１３および図１４に示すようなクラックが形成された。この際、クラックは、図１４に示すように、ｎ型ＧａＮ基板の主表面に対して垂直な方向に延びる（０００−１）面を形成しているのが確認された。また、クラックは、図７に示した場合と同様に、ｎ型ＧａＮ基板の［０００１］方向（図７のＡ方向に相当）と直交する［１１−２０］方向（図７のＢ方向に相当）に沿ってストライプ状に形成されたのが確認された。
【００７９】
次に、ＭＯＣＶＤ法を用いて、ＧａＮからなる半導体層を下地層上にエピタキシャル成長させた。この結果、図１４に示すように、クラックの（０００−１）面からなる内側面において、半導体層がこの面方位を引き継ぐように垂直方向に延びるＧａＮの（０００−１）面を形成しながら［１−１００］（Ｃ２方向）方向に結晶成長するのが確認された。また、図１４に示すように、クラックの（０００−１）面と反対側の内側面上には、ＧａＮの（１−１０１）面からなるファセットが形成されるのが確認された。また、この傾斜面は半導体層の上面（主表面）に対して鈍角をなすように形成されているのが確認された。これにより、下地層に設けられたクラックの２つの内側面がそれぞれ結晶成長の起点となって、下地層上に半導体層を形成することが可能であることが確認された。また、下地層の形成時にｎ型ＧａＮ基板まで達していたクラックは、半導体層の積層に伴って、空隙の一部を埋められているのが確認された。
【００８０】
上記の確認実験の結果から、本発明による窒化物系半導体素子層の形成方法では、結晶成長による半導体層の形成と同時に、エッチング加工や劈開工程を用いることなく半導体層（発光層）に（０００−１）面からなる共振器端面（光出射面側）および（１−１０１）面からなる端面（半導体層の傾斜面）を形成することが可能であるのが確認された。また、半導体層が結晶成長する過程で、上記（０００−１）面および（１−１０１）面が形成される部分の成長速度よりも、半導体層の上面（主表面）が矢印Ｃ２方向（図１３参照）へ成長する成長速度が速いので、上記（０００−１）面および（１−１０１）面の平坦性のみならず、半導体層の上面（主表面）の平坦性についても向上させることができるのが確認された。
【００８１】
（第３実施形態）
図１５は、本発明の第３実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。図１５を参照して、この第３実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子６０では、上記第１実施形態と異なり、略（１−１０−２）面からなる主表面を有するｎ型ＧａＮ基板６１を用いて、ｎ型ＧａＮ基板６１上にＡｌＧａＮからなる下地層４０を形成した後、半導体レーザ素子層１２を形成する場合について説明する。なお、ｎ型ＧａＮ基板６１は、本発明の「基板」の一例である。
【００８２】
ここで、第３実施形態では、半導体レーザ素子層１２は、ｎ型ＧａＮ基板６１の略（１−１０−２）面からなる主表面上に下地層４０を介して形成されている。また、半導体レーザ素子層１２には、共振器方向（Ａ方向）に、ｎ型ＧａＮ基板６１の主表面に対して略垂直な光出射面６０ａおよび光反射面６０ｂがそれぞれ形成されている。なお、光出射面６０ａおよび光反射面６０ｂは、それぞれ、本発明の「第１共振器端面」および「第２共振器端面」の一例である。
【００８３】
また、第３実施形態では、半導体レーザ素子層１２の光出射面６０ａと対向する領域に、光出射面６０ａに対して所定の角度θ５（＝約４７°）傾斜した方向に延びる反射面６０ｃが形成されている。また、反射面６０ｃは、半導体レーザ素子層１２形成時の結晶成長に伴う（０００−１）面からなるファセットにより形成されている。これにより、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子６０では、図１５に示すように、発光層１５の光出射面６０ａからＡ２方向に出射されたレーザ光を、反射面６０ｃにより光出射面６０ａと実質的に同じ方向（［１−１０−２］方向（Ｃ２方向））に出射方向を変化させることが可能に構成されている。また、図１５に示すように、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子６０のＡ２方向の端部には、端面６０ｄが形成されている。
【００８４】
なお、第３実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子６０のその他の素子構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００８５】
図１６および図１７は、図１５に示した第３実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。次に、図１５〜図１７を参照して、第３実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子６０の製造プロセスについて説明する。
【００８６】
ここで、第３実施形態では、上記第１実施形態と同様の製造プロセスにより、ｎ型ＧａＮ基板６１上に下地層４０を成長させる。なお、ｎ型ＧａＮ基板６１と下地層４０との格子定数の差から、下地層４０にはクラック４１が形成される。この際、ＧａＮとＡｌＧａＮとのｃ軸の格子定数の差の方が、ＧａＮとＡｌＧａＮとのａ軸の格子定数の差よりも大きいので、クラック４１は、（０００１）面とｎ型ＧａＮ基板６１の主表面の（１−１０−２）面とに平行な［１１−２０］方向（Ｂ方向）に沿ってストライプ状に延びるように形成される。
【００８７】
その後、図１６に示すように、上記第１実施形態と同様の製造プロセスによって下地層４０上に半導体レーザ素子層１２を形成する。
【００８８】
ここで、第３実施形態では、図１６に示すように、下地層４０上に半導体レーザ素子層１２を成長させた場合、［１１−２０］方向にストライプ状に延びるクラック４１の内側面４１ｂにおいて、半導体レーザ素子層１２は、［１−１０−２］方向（Ｃ２方向）に対して角度θ５（＝約４７°）傾斜した方向に延びる（０００−１）面からなる反射面６０ｃを形成しながら結晶成長する。
【００８９】
また、第３実施形態では、クラック４１の内側面４１ｂに対向する内側面４１ａ側では、半導体レーザ素子層１２は、［１−１０−２］方向（Ｃ２方向）に対して角度θ６（＝約１５°）傾斜した方向に延びる（１−１０１）面からなる結晶成長面６０ｄを形成しながら結晶成長する。したがって、反射面６０ｃおよび結晶成長面６０ｄは、それぞれ、半導体レーザ素子層１２の上面（主表面）に対して鈍角をなすように形成される。
【００９０】
そして、上記第１実施形態と同様の製造プロセスにより、図１７に示すように、半導体レーザ素子層１２上に、電流ブロック層１８およびｐ側電極１９を形成する。また、図１７に示すように、ｎ型ＧａＮ基板６１の裏面を研磨した後、真空蒸着法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板６１の裏面上にｎ側電極２０を形成する。
【００９１】
ここで、第３実施形態では、図１７に示すように、結晶成長面６０ｄ（図１６参照）側において、半導体レーザ素子層１２の表面側（上面側）からｎ型ＧａＮ基板６１まで達する方向（矢印Ｃ１方向）にドライエッチングを行うことにより溝部６２を形成する。これにより、半導体レーザ素子層１２の結晶成長面６０ｄ（図１６参照）の部分が除去されるとともに、ｎ型ＧａＮ基板６１上の主表面に略垂直な端面である光出射面６０ａが形成される。なお、図１７に示すように、溝部６２の形成に伴って下地層４０のクラック４１（図１６参照）も除去される。
【００９２】
また、第３実施形態では、図１７に示すように、所定の共振器端面を形成したい位置を、半導体レーザ素子層１２の表面側（上面側）からｎ型ＧａＮ基板６１まで達する方向（矢印Ｃ１方向）にドライエッチングを行うことにより溝部６３を形成する。これにより、溝部６３の一方の側面が、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子６０の光反射面６０ｂとして容易に形成される。また、溝部６３の他方の側面は、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子６０の端面６０ｄとして形成される。なお、溝部６３は、平面的に見て、溝部６２の延びる方向と略平行な［１１−２０］方向（Ｂ方向）に伸びるように形成される。
【００９３】
そして、図１７に示すように、溝部６３に、レーザスクライブまたは機械式スクライブにより、ｎ型ＧａＮ基板６１の溝部６３と平行（図１７の紙面に垂直な方向）にスクライブ溝６４を形成する。この状態で、図１７に示すように、ウェハを、スクライブ溝６４の位置で分離する。なお、ｎ型ＧａＮ基板６１の溝部６３は、図１５に示すように、素子分割後、光反射面６０ｂの下部に形成された段差部６１ａとなる。
【００９４】
この後、共振器方向（Ａ方向）に沿って素子を分割してチップ化することによって、図１５に示した第３実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子６０が形成される。
【００９５】
第３実施形態では、上記のように、半導体レーザ素子層１２の端部に形成される光出射面６０ａと、ｎ型ＧａＮ基板６１の略（１−１０−２）面に対して角度θ５（＝約４７°）傾斜して延びる（０００−１）面からなる反射面６０ｃとを備えることによって、上記第１実施形態と同様に、（０００−１）面からなる反射面６０ｃは平坦性を有するので、光出射面６０ａから出射されたレーザ光を、反射面６０ｃで散乱を起こすことなく一様に出射方向を変化させて出射させることができる。この結果、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子６０の発光効率が低下するのを抑制することができる。なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。
【００９６】
（第３実施形態の変形例）
図１８は、本発明の第３実施形態の変形例による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。図１９は、図１８に示した第３実施形態の変形例による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。図１６、図１８および図１９を参照して、この第３実施形態の変形例による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子７０では、上記第３実施形態と異なり、製造プロセスにおいて、半導体レーザ素子層１２の形成時の２つのファセットのうちの結晶成長面６０ｄ（（１−１０１）面側）をレーザ光の反射面７０ｃとして用いるように半導体レーザ素子層１２にエッチング加工を行う場合について説明する。
【００９７】
ここで、第３実施形態の変形例では、図１８に示すように、半導体レーザ素子層１２の光出射面７０ａと対向する領域に、光出射面７０ａに対して角度θ６（＝約１５°）傾斜した反射面７０ｃが形成されている。また、反射面７０ｃは、（１−１０１）面からなるファセットにより形成されている。これにより、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子７０では、図１８に示すように、発光層１５の光出射面７０ａからＡ１方向に出射されたレーザ光を、反射面７０ｃにより光出射面７０ａに対して角度θ７（＝約６０°）傾斜した方向に出射方向を変化させることが可能に構成されている。また、図１８に示すように、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子７０の両端部には、それぞれ、光反射面７０ｂおよび端面７０ｄが形成されている。なお、光出射面７０ａおよび光反射面７０ｂは、それぞれ、本発明の「第１共振器端面」および「第２共振器端面」の一例である。なお、第３実施形態の変形例による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子７０のその他の素子構造は、上記第３実施形態と同様である。
【００９８】
また、第３実施形態の変形例における製造プロセスでは、図１９に示すように、上記第３実施形態における（０００−１）面からなる反射面６０ｃ（図１６参照）側において、半導体レーザ素子層１２の表面側（上面側）からｎ型ＧａＮ基板６１まで達する方向（矢印Ｃ１方向）にドライエッチングを行うことにより溝部７２を形成する。これにより、反射面６０ｃ（図１６参照）の部分が除去されるとともに、ｎ型ＧａＮ基板６１上の主表面に略垂直な端面である光出射面７０ａが容易に形成される。なお、図１９に示すように、溝部７２の形成に伴って下地層４０のクラック４１（図１６参照）も除去される。
【００９９】
また、第３実施形態では、図１９に示すように、所定の共振器端面を形成したい位置を、半導体レーザ素子層１２の表面側（上面側）からｎ型ＧａＮ基板６１まで達する方向（矢印Ｃ１方向）にドライエッチングを行うことにより溝部７３を形成する。これにより、溝部７３の一方の側面が、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子７０の光反射面７０ｂとして形成される。また、溝部７３の他方の側面は、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子７０の端面７０ｄとして形成される。
【０１００】
なお、第３実施形態の変形例による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子７０のその他の製造プロセスは、上記第３実施形態と同様である。また、第３実施形態の変形例の効果は、上記第３実施形態と同様である。
【０１０１】
（第４実施形態）
図２０は、本発明の第４実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。図２１および図２２は、図２０に示した第４実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。図２０〜図２２を参照して、この第４実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子８０では、上記第３実施形態と異なり、略（１１−２−３）面からなる主表面を有するｎ型ＧａＮ基板８１を用いて、ｎ型ＧａＮ基板８１の主表面に半導体レーザ素子層１２を形成する場合について説明する。
【０１０２】
ここで、第４実施形態では、図２０に示すように、半導体レーザ素子層１２の光出射面８０ａと対向する領域に、光出射面８０ａに対して角度θ８（＝約４３°）傾斜した反射面８０ｃが形成されている。また、反射面８０ｃは、（０００−１）面からなるファセットにより形成されている。これにより、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子８０では、図２０に示すように、発光層１５の光出射面８０ａからＡ２方向に出射されたレーザ光を、反射面８０ｃにより光出射面８０ａと実質的に同じ方向（［１１−２−３］方向（Ｃ２方向））に出射方向を変化させることが可能に構成されている。また、図２０に示すように、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子８０の両端部には、光反射面８０ｂおよび端面８０ｄがそれぞれ形成されている。なお、光出射面８０ａおよび光反射面８０ｂは、それぞれ、本発明の「第１共振器端面」および「第２共振器端面」の一例である。なお、第４実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子８０のその他の素子構造は、上記第３実施形態と同様である。
【０１０３】
また、第４実施形態の製造プロセスでは、上記第３実施形態と同様に、図２１に示すように、下地層４０上に半導体レーザ素子層１２を成長させた場合、［１１−２０］方向にストライプ状に延びるクラック４１の内側面４１ｂにおいて、半導体レーザ素子層１２は、［１１−２−３］方向（Ｃ２方向）に対して角度θ８（＝約４３°）傾斜した方向に延びる（０００−１）面からなる反射面８０ｃを形成しながら結晶成長する。また、クラック４１の内側面４１ａ側では、半導体レーザ素子層１２は、［１１−２−３］方向（Ｃ２方向）に対して角度θ９（＝約１６°）傾斜した方向に延びる（１１−２２）面からなる結晶成長面８０ｄを形成しながら結晶成長する。したがって、反射面８０ｃおよび結晶成長面８０ｄは、それぞれ、半導体レーザ素子層１２の上面（主表面）に対して鈍角をなすように形成される。
【０１０４】
その後、図２２に示すように、結晶成長面８０ｄ側において、半導体レーザ素子層１２の表面側（上面側）からｎ型ＧａＮ基板８１まで達する方向（矢印Ｃ１方向）にドライエッチングを行うことにより溝部８２を形成する。これにより、半導体レーザ素子層１２の結晶成長面８０ｄ（図２１参照）の部分が除去されるとともに、ｎ型ＧａＮ基板８１上の主表面に略垂直な端面である光出射面８０ａが容易に形成される。なお、図２２に示すように、溝部８２の形成に伴って下地層４０のクラック４１（図２１参照）も除去される。
【０１０５】
また、第４実施形態では、上記第３実施形態と同様の製造プロセスにより、溝部８３を形成する。これにより、溝部８３の一方の側面が、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子８０の光反射面８０ｂとして形成される。また、溝部８３の他方の側面は、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子８０の端面８０ｄとして形成される。
【０１０６】
なお、第４実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子８０のその他の製造プロセスは、上記第３実施形態と同様である。また、第４実施形態の効果は、上記第３実施形態と同様である。
【０１０７】
（第５実施形態）
図２３は、本発明の第５実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子とモニタ用ＰＤ内蔵サブマウントとを組み合わせた構造を示した断面図である。図２３を参照して、第５実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子１００とモニタ用フォトダイオード（ＰＤ）内蔵サブマウント１１０とを組み合わせた構造について説明する。
【０１０８】
この第５実施形態では、図２３に示すように、上記第４実施形態で示した表面出射型窒化物系半導体レーザ素子８０と同様の構造を有する表面出射型窒化物系半導体レーザ素子１００が、Ｓｉからなるモニタ用ＰＤ内蔵サブマウント１１０に固定されている。また、モニタ用ＰＤ内蔵サブマウント１１０の略中央部には凹部１１０ａが形成されるとともに、凹部１１０ａの内底面部にＰＤ１１１が組み込まれている。なお、ＰＤ１１１は、本発明の「光センサ」の一例である。
【０１０９】
ここで、第５実施形態では、モニタ用ＰＤ内蔵サブマウント１１０の主表面１１０ｂは、裏面１１０ｃに対して略平行に形成されている。そして、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子１００は、モニタ用ＰＤ内蔵サブマウント１１０の主表面１１０ｂ側に開口した凹部１１０ａをＡ方向に跨ぐように、主表面１１０ｂ上に固定されている。
【０１１０】
また、第５実施形態では、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子１００は、端面型発光レーザ素子であり、図２３に示すように、発光層１５から出射されたレーザ光は、端面１００ａ（光出射面）から出射されるレーザ光１０１ａ（実線）の出射強度の方が、端面１００ｂ（光反射面）から出射されるレーザ光１０１ｂ（破線）の出射強度よりも大きくなるように構成されている。なお、端面１００ａおよび端面１００ｂは、それぞれ、本発明の、「第２共振器端面」および「第１共振器端面」の一例である。
【０１１１】
したがって、モニタ用ＰＤ内蔵サブマウント１１０では、図２３に示すように、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子１００の端面１００ｂから反射面１００ｃ側に出射されたレーザ光１０１ｂが、（０００−１）面からなる反射面１００ｃによりモニタ用ＰＤ内蔵サブマウント１１０に設けられたＰＤ１１１に入射されるように構成されている。この際、反射面１００ｃは、ｎ型ＧａＮ基板８１の主表面に対して角度θ８（＝約４３°）傾斜しているので、レーザ光１０１ｂは、ＰＤ１１１に対して実質的に垂直に入射される。
【０１１２】
第５実施形態では、上記のように、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子１００の発光層１５の（０００−１）面からなる端面１００ｂから出射されたレーザ光１０１ｂを、半導体レーザ素子層１２の結晶成長時の成長面である（０００−１）面からなる反射面１００ｃにより、発光層１５からの出射方向と交差する方向に出射方向を変化させるように構成するとともに、表面出射型窒化物系半導体レーザ素子１００とモニタ用ＰＤ内蔵サブマウント１１０とを組み合わせることにより、レーザ光１０１ｂをモニタ用ＰＤ内蔵サブマウント１１０のＰＤ１１１に対して実質的に垂直に入射させるように構成する。これによって、結晶成長面として良好な平坦性を有する反射面１００ｃにより光の散乱が抑制されたレーザ光１０１ｂ（端面出射型レーザ素子のレーザ光強度をモニタするサンプル光）をＰＤ１１１に導くことができるので、レーザ光強度をより正確に測定することができる。なお、第５実施形態のその他の効果は、上記第４実施形態と同様である。
【０１１３】
（第６実施形態）
図２４は、本発明の第６実施形態による面発光レーザアレーの構造を示した斜視図である。図２０および図２４を参照して、第６実施形態による面発光レーザアレー１２０の構造について説明する。
【０１１４】
この第６実施形態による面発光レーザアレー１２０は、図２４に示すように、上記第４実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子８０（図２０参照）を、ウェハに縦方向および横方向にそれぞれ３個ずつ（合計９個）並べて２次元アレイ化することにより形成されている。
【０１１５】
ここで、第６実施形態では、図２４に示すように、上記第４実施形態と同様の製造プロセスによりｎ型ＧａＮ基板８１上に半導体レーザ素子層１２を形成した後に、エッチング技術により、共振器方向（Ａ方向）に隣接する表面出射型窒化物系半導体レーザ素子８０の半導体レーザ素子層１２同志をＡ方向に分離するための分離溝部１２１が形成されている。この分離溝部１２１を形成することにより、各表面出射型窒化物系半導体レーザ素子８０の共振器端面のうちの光反射面８０ｂが半導体レーザ素子層１２に形成されている。
【０１１６】
また、第６実施形態では、図２４に示すように、面発光レーザアレー１２０の各表面出射型窒化物系半導体レーザ素子８０の光出射面８０ａから出射された９本のレーザ光を、（０００−１）面からなる反射面８０ｃにより光出射面８０ａに対して実質的に同じ方向（［１１−２−３］方向（Ｃ２方向））に出射方向を変化させて上方に出射させることが可能に構成されている。また、図２４に示すように、半導体レーザ素子層１２のＡ２方向の端部には、製造プロセスの際のドライエッチングにより、半導体レーザ素子層１２の端面８０ｄが形成されている。なお、図２４では、反射面８０ｃによるレーザ光の反射を明確に示すために、反射面８０ｃ側に形成されている半導体レーザ素子層１２の一部（ｐ型コンタクト層１７および電流ブロック層１８）およびｐ側電極１９の図示を省略している。
【０１１７】
第６実施形態では、上記のように、面発光レーザアレー１２０を、各表面出射型窒化物系半導体レーザ素子８０の光出射面８０ａから出射された９本のレーザ光を、半導体レーザ素子層１２の結晶成長時の成長面である（０００−１）面からなる反射面８０ｃで反射させてｎ型ＧａＮ基板８１の主表面に対して実質的に垂直な方向に出射方向を変化させて出射させることにより、表面出射型レーザの光源として用いる。これによって、結晶成長面として良好な平坦性を有する複数の反射面８０ｃ（９箇所）により光の散乱が抑制された複数のレーザ光（９本）が出射されるので、発光効率が向上された表面出射型レーザを形成することができる。
【０１１８】
（第７実施形態）
図２５は、本発明の第７実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。図２６は、図２５に示した窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。図２５および図２６を参照して、この第７実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１４０では、上記第１実施形態と異なり、略（１−１０−４）面からなる主表面を有するｎ型ＧａＮ基板１４１に［１１−２０］方向（図２６の紙面に垂直な方向）に延びる凹部（後述する溝部１５０）を形成した後に、半導体レーザ素子層１２を形成する場合について説明する。なお、ｎ型ＧａＮ基板１４１および溝部１５０は、それぞれ、本発明の「基板」および「凹部」の一例である。
【０１１９】
この第７実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１４０では、図２５に示すように、共振器方向（Ａ方向）の端部に段差部１４１ａが形成されている。また、約１００μｍの厚みを有するｎ型ＧａＮ基板１４１上に、約３．１μｍの厚みを有する半導体レーザ素子層１２が形成されている。また、半導体レーザ素子層１２は、図２６に示すように、レーザ素子端部間（Ａ方向）の長さＬ１が約１５６０μｍを有するとともに、窒化物系半導体レーザ素子１４０の両端部に、ｎ型ＧａＮ基板１４１の主表面に対して略垂直な光出射面１４０ａおよび光反射面１４０ｂがそれぞれ形成されている。なお、光出射面１４０ａおよび光反射面１４０ｂは、それぞれ、本発明の「第１共振器端面」および「第２共振器端面」の一例である。
【０１２０】
ここで、第７実施形態では、半導体レーザ素子層１２は、ｎ型ＧａＮ基板１４１の略（１−１０−４）面からなる主表面上に形成されている。また、ｎ型ＧａＮ基板１４１の光出射面１４０ａ側の下部に形成された段差部１４１ａは、ｎ型ＧａＮ基板１４１の主表面と略垂直な（１−１０１）面からなる端面１４１ｂを有している。そして、図２５に示すように、半導体レーザ素子層１２の光出射面１４０ａは、ｎ型ＧａＮ基板１４１の端面１４１ｂを引き継ぐように結晶成長した略（１−１０１）面により形成されている。また、半導体レーザ素子層１２の光反射面１４０ｂは、［−１１０−１］方向（図２６のＡ１方向）に垂直な端面である（−１１０−１）面により形成されている。
【０１２１】
なお、第７実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１４０の半導体レーザ素子層１２の素子構造は、上記第１実施形態と同様である。
【０１２２】
図２７〜図２９は、それぞれ、図２５に示した第７実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。次に、図２５〜図２９を参照して、第７実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１４０の製造プロセスについて説明する。
【０１２３】
まず、図２７に示すように、エッチング技術を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１４１の略（１−１０−４）面からなる主表面に、［１−１０１］方向（Ａ方向）に約４０μｍの幅Ｗ１を有するとともに、約２μｍの深さを有し、［１１−２０］方向（Ｂ方向）に延びる溝部１５０を形成する。そして、ＭＯＣＶＤ法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１４１上に半導体レーザ素子層１２を結晶成長させる。
【０１２４】
ここで、第７実施形態では、図２８に示すように、溝部１５０の（１−１０１）面からなる内側面１５０ａにおいて、半導体レーザ素子層１２は、溝部１５０の（１−１０１）面を引き継ぐように［１−１０−４］方向（Ｃ２方向）に延びる（１−１０１）面を形成しながら結晶成長する。これにより、半導体レーザ素子層１２の（１−１０１）面が、窒化物系半導体レーザ素子１４０の光出射面１４０ａとして形成される。
【０１２５】
また、第７実施形態では、溝部１５０の（１−１０１）面に対向する（−１１０−１）面（内側面１５０ｂ）側では、半導体レーザ素子層１２は、［１−１０−４］方向（Ｃ２方向）に対して角度θ１０（＝約６５°）傾斜した方向に延びる（０００−１）面からなる結晶成長面１４０ｃを形成しながら結晶成長する。したがって、結晶成長面１４０ｃは半導体レーザ素子層１２の上面（主表面）に対して鈍角をなすように形成される。なお、内側面１５０ａおよび内側面１５０ｂは、それぞれ、本発明の「凹部の内側面」の一例である。
【０１２６】
その後、図２９に示すように、上記第１実施形態と同様の製造プロセスにより、半導体レーザ素子層１２上に、電流ブロック層１８（図２５参照）およびｐ側電極１９を形成する。また、図２９に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１４１の裏面を研磨した後、真空蒸着法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１４１の裏面上にｎ側電極２０を形成する。
【０１２７】
また、第７実施形態の製造プロセスでは、図２９に示すように、所定の共振器端面を形成したい位置を、半導体レーザ素子層１２の表面側（上面側）からｎ型ＧａＮ基板１４１まで達する方向（矢印Ｃ１方向）にドライエッチングを行うことにより、半導体レーザ素子層１２の一方の側面が平坦な略（−１１０−１）面を有する溝部１５１を形成する。これにより、溝部１５１の一方の側面である略（−１１０−１）面が、窒化物系半導体レーザ素子１４０の光反射面１４０ｂとして容易に形成される。なお、溝部１５１は、平面的に見て、溝部１５０の延びる方向と略平行な［１１−２０］方向（図２９のＢ方向）に伸びるように形成される。
【０１２８】
そして、図２９に示すように、溝部１５０および１５１に、それぞれ、レーザスクライブまたは機械式スクライブにより、溝部１５０と平行にスクライブ溝１５２を形成する。この状態で、図２９に示すように、スクライブ溝１５２の位置で分離する。なお、ｎ型ＧａＮ基板１４１の溝部１５０は、図２５に示すように、素子分割後、光出射面１４０ａの下部に形成された段差部１４１ａとなる。
【０１２９】
この後、共振器方向（図２６のＡ方向）に沿って素子を分割してチップ化することによって、図２５に示した第７実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１４０が形成される。
【０１３０】
第７実施形態では、上記のように、ｎ型ＧａＮ基板１４１の主表面に対して略垂直な略（１−１０１）面からなる光出射面１４０ａを備えることによって、製造プロセス上、半導体レーザ素子層１２の結晶成長時に同時にｎ型ＧａＮ基板１４１に形成された溝部１５０の（１−１０１）面からなる内側面１５０ａを引き継ぐように、（１−１０１）面からなる光出射面１４０ａを形成することができる。これにより、劈開性の無い（１−１０１）面を共振器面とする場合でも、エッチング工程を用いることなく光出射面１４０ａを形成することができる。また、結晶成長により（１−１０１）面からなる光出射面１４０ａを形成することによって、（１−１０１）端面を形成しない場合の窒化物系半導体素子層の成長層表面と比較して、成長層表面（主表面）の平坦性を向上させることができる。なお、第７実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１３１】
（第８実施形態）
図３０は、本発明の第８実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。図３０を参照して、この第８実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１６０では、上記第１実施形態と異なり、略（１１−２−５）面からなる主表面を有するｎ型ＧａＮ基板１６１上にＡｌＧａＮからなる下地層４０を形成した後、半導体レーザ素子層１２を形成する場合について説明する。なお、ｎ型ＧａＮ基板１６１は、本発明の「基板」の一例である。
【０１３２】
ここで、第８実施形態では、半導体レーザ素子層１２は、ｎ型ＧａＮ基板１６１の略（１−１０−２）面からなる主表面上に下地層４０を介して形成されている。また、半導体レーザ素子層１２の光出射面１６０ａは、下地層４０のクラック４１の内側面４１ａを引き継ぐように結晶成長した（１１−２２）面からなる結晶成長面により形成されている。また、半導体レーザ素子層１２の光反射面１６０ｂは、［１１−２２］方向（図３０のＡ２方向）に垂直な端面である（−１−１２−２）面により形成されている。なお、光出射面１６０ａおよび光反射面１６０ｂは、それぞれ、本発明の「第１共振器端面」および「第２共振器端面」の一例である。また、光反射面１６０ｂの下部には、段差部１６０ｄが形成されている。
【０１３３】
なお、第８実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１６０の半導体レーザ素子層１２の素子構造は、上記第１実施形態と同様である。
【０１３４】
図３１は、図３０に示した第８実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。次に、図３０および図３１を参照して、第８実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１６０の製造プロセスについて説明する。
【０１３５】
第８実施形態では、上記第１実施形態と同様の製造プロセスにより、ｎ型ＧａＮ基板１６１上に下地層４０を成長させる。なお、ｎ型ＧａＮ基板１６１と下地層４０との格子定数の差から、下地層４０にはクラック４１が形成される。また、クラック４１は、［１−１００］方向（図３１の紙面に垂直な方向）に沿ってストライプ状に形成される。
【０１３６】
その後、図３１に示すように、第１実施形態と同様の製造プロセスによって下地層４０上に、半導体レーザ素子層１２を形成する。
【０１３７】
ここで、第８実施形態では、図３１に示すように、下地層４０上に半導体レーザ素子層１２を成長させた場合、［１−１００］方向にストライプ状に延びるクラック４１の内側面４１ａにおいて、半導体レーザ素子層１２は、［１１−２−５］方向（Ｃ２方向）に延びる（１１−２２）面を形成しながら結晶成長する。これにより、半導体レーザ素子層１２の（１１−２２）面が、窒化物系半導体レーザ素子１６０の光出射面１６０ａとして形成される。
【０１３８】
また、第８実施形態では、クラック４１の内側面４１ｂ側において、半導体レーザ素子層１２は、［１１−２−５］方向（Ｃ２方向）に対して角度θ１１（＝約５７°）傾斜した方向に延びる（０００−１）面からなる結晶成長面１６０ｃを形成しながら結晶成長する。
【０１３９】
そして、図３１に示すように、半導体レーザ素子層１２上に、電流ブロック層１８（図３参照）およびｐ側電極１９を形成する。また、図３１に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１６１の裏面を研磨した後、真空蒸着法を用いて、ｎ型ＧａＮ基板１６１の裏面上にｎ側電極２０を形成する。
【０１４０】
また、第８実施形態では、図３１に示すように、所定の共振器端面を形成したい位置を、半導体レーザ素子層１２の表面側（上面側）からｎ型ＧａＮ基板１６１まで達する方向（矢印Ｃ１方向）にドライエッチングを行うことにより、半導体レーザ素子層１２の一方の側面が平坦な略（−１−１２−２）面を有する溝部１６２を形成する。これにより、溝部１６２の一方の側面である略（−１−１２−２）面が、窒化物系半導体レーザ素子１６０の光反射面１６０ｂとして容易に形成される。なお、溝部１６２は、平面的に見て、クラック４１の延びる方向と略平行な［１−１００］方向（Ｂ方向）に伸びるように形成される。
【０１４１】
そして、図３１に示すように、クラック４１および溝部１６２に、それぞれ、レーザスクライブまたは機械式スクライブにより、溝部１６２と平行にスクライブ溝１６３を形成する。この状態で、図３１に示すように、ウェハをスクライブ溝１６３の位置で分離する。なお、ｎ型ＧａＮ基板１６１の溝部１６２は、図３０に示すように、素子分割後、光反射面１６０ｂの下部に形成された段差部１６０ｄとなる。
【０１４２】
この後、共振器方向（図３０のＡ方向）に沿って素子を分割してチップ化することによって、図３０に示した第８実施形態による窒化物系半導体レーザ素子１６０が形成される。
【０１４３】
第８実施形態では、上記のように、ｎ型ＧａＮ基板１６１の主表面に対して略垂直な略（１１−２２）面からなる光出射面１６０ａを備えることによって、製造プロセス上、半導体レーザ素子層１２の結晶成長時に同時にｎ型ＧａＮ基板１６１に形成されたクラック４１の内側面４１ａを引き継ぐように、（１１−２２）面からなる光出射面１６０ａを形成することができる。これにより、劈開性の無い（１１−２２）面を共振器面とする場合でも、エッチング工程を用いることなく光出射面１６０ａを形成することができる。また、結晶成長により（１１−２２）面からなる光出射面１６０ａを形成することによって、成長層表面（主表面）の平坦性を向上させることができる。なお、第８実施形態のその他の効果は、上記第７実施形態と同様である。
【０１４４】
（第８実施形態の変形例）
図３２および図３３は、本発明の第８実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための平面図である。図６および図３０〜図３３を参照して、この第８実施形態の変形例による製造プロセスでは、上記第８実施形態と異なり、ｎ型ＧａＮ基板１６１上の下地層４０に破線状のスクライブ傷１８０を形成することによってクラックの発生位置が制御されたクラック１８１を形成する場合について説明する。なお、クラック１８１は、本発明の「凹部」の一例である。
【０１４５】
ここで、第８実施形態の変形例では、図３２に示すように、ｎ型ＧａＮ基板１６１（図３１参照）上に、上記した第８実施形態の厚み（約３μｍ〜約４μｍ）よりも薄い臨界膜厚程度の厚みを有する下地層４０を成長させる。この際、下地層４０には、上記第８実施形態と同様の作用によって内部に引張応力Ｒ（図６参照）が発生する。ここで、臨界膜厚とは、互いに異なる格子定数を有する半導体層を積層した際に、格子定数差に起因したクラックが半導体層に発生しない場合の半導体層の最小の厚みを意味する。
【０１４６】
この後、図３２に示すように、レーザ光またはダイヤモンドポイントなどにより、下地層４０にＢ方向に延びる破線状（約４０μｍ間隔）のスクライブ傷１８０を、Ａ方向に間隔Ｌ２（＝約１６００μｍ）で形成する。これにより、図３３に示すように、下地層４０には、破線状のスクライブ傷１８０を起点として、スクライブ傷１８０が形成されていない下地層４０の領域にクラックが進行する。この結果、下地層４０をＢ方向に分断する略直線状のクラック１８１が形成される。
【０１４７】
その際、スクライブ傷１８０も、深さ方向（図３２の紙面に垂直な方向）に分割が進む。これにより、クラック１８１には、下地層４０とｎ型ＧａＮ基板１６１との界面近傍まで達する内側面１８１ａ（図３３に破線で示す）が形成される。なお、内側面１８１ａは、ｎ型ＧａＮ基板１６１の（１１−２−５）面からなる主表面に対して略垂直に形成される。なお、内側面１８１ａは、本発明の「凹部の内側面」の一例である。
【０１４８】
また、上記第８実施形態と同様に、クラック１８１の内側面１８１ａに対向する内側面１８１ｂ（図３３参照）側では、半導体レーザ素子層１２は、［１１−２−５］方向に対して所定の角度（約５７°）傾斜した方向に延びる（０００−１）面からなる結晶成長面１６０ｃ（図３１参照）を形成しながら結晶成長する。なお、内側面１８１ｂは、本発明の「凹部の内側面」の一例である。なお、第８実施形態の変形例における窒化物系半導体レーザ素子１６０（図３１参照）のその他の素子構造および製造プロセスは、上記第８実施形態と同様である。
【０１４９】
第８実施形態の変形例による製造プロセスでは、上記のように、クラック１８１の形成の際に、ｎ型ＧａＮ基板１６１上に下地層４０を臨界膜厚程度の厚みに形成した後、下地層４０に対して、Ｂ方向に延びる破線状（約４０μｍ間隔）のスクライブ傷１８０を共振器方向（Ａ方向）に等間隔に形成することによって、下地層４０は、破線状のスクライブ傷１８０を起点としてＢ方向に平行に、かつ、共振器方向（Ａ方向）に等間隔にクラック１８１が形成される。すなわち、上記第８実施形態のように、自発的に形成されたクラックの内側面を利用して半導体層を積層させる場合と比較して、より容易に、共振器長が揃った窒化物系半導体レーザ素子１６０（図１６参照）を形成することができる。なお、第８実施形態の変形例におけるその他の効果は、上記第８実施形態と同様である。
【０１５０】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１５１】
たとえば、上記第１〜第８実施形態による窒化物系半導体レーザ素子では、半導体レーザ素子層１２を、ＡｌＧａＮやＩｎＧａＮなどの窒化物系半導体素子層により形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、半導体レーザ素子層を、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＢＮ、ＴｌＮおよびこれらの混晶からなるウルツ構造の窒化物系半導体素子層により形成してもよい。
【０１５２】
また、上記第２実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子では、ｎ型ＧａＮ基板のｍ面（（１−１００）面）からなる主表面上に半導体レーザ素子層１２を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、たとえばａ面（（１１−２０）面）などのｎ型ＧａＮ基板の（０００±１）面に垂直な面を、半導体レーザ素子層を形成する際の主表面としてもよい。
【０１５３】
また、上記第１〜第３実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子では、ｎ型ＧａＮ基板と下地層との格子定数差を利用して下地層にクラックが自発的に形成される例について示したが、本発明はこれに限らず、上記第８実施形態の変形例と同様に、ｎ型ＧａＮ基板上の下地層に破線状のスクライブ傷を形成することによって発生位置が制御されたクラックを形成するようにしてもよい。
【０１５４】
また、上記第１〜第８実施形態による窒化物系半導体レーザ素子では、基板にＧａＮ基板を使用した例について示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、ａ面（（１１−２０）面）を主表面とする窒化物系半導体を予め成長させたｒ面（（１−１０２）面）サファイア基板や、ａ面（（１１−２０）面）またはｍ面（（１−１００）面）を主表面とする窒化物系半導体を予め成長させたａ面ＳｉＣ基板またはｍ面ＳｉＣ基板などを使用してもよい。また、上記の非極性窒化物系半導体を予め成長させたＬｉＡｌＯ２・ＬｉＧａＯ２基板などを用いてもよい。
【０１５５】
また、上記第１〜第５実施形態および第８実施形態による窒化物系半導体レーザ素子では、基板（下地基板）にｎ型ＧａＮ基板を用いるとともに、ｎ型ＧａＮ基板上にＡｌＧａＮからなる下地層を形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、基板にＩｎＧａＮ基板を用いるとともに、ＩｎＧａＮ基板上にＧａＮまたはＡｌＧａＮからなる下地層を形成してもよい。
【０１５６】
また、上記第１〜第３実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子では、ｎ型ＧａＮ基板と下地層との格子定数差を利用して下地層にクラックが自発的に形成される例について示したが、本発明はこれに限らず、下地層４０（図７参照）のＢ方向（図７参照）の両端部（ｎ型ＧａＮ基板１１のＢ方向の端部に対応する領域）にのみスクライブ傷を形成してもよい。このように構成しても、両端部のスクライブ傷を起点としてＢ方向に延びるクラックを導入することができる。
【０１５７】
また、上記第４実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子では、半導体レーザ素子層１２の形成時に形成される２つのファセットのうちの（０００−１）面側を反射面（反射面８０ｃ）として用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、上記第３実施形態の変形例と同様に、半導体レーザ素子層１２の（１１−２２）面からなるファセットを反射面として表面出射型窒化物系半導体レーザ素子を形成するようにしてもよい。
【０１５８】
また、上記第７実施形態による窒化物系半導体レーザ素子では、半導体レーザ素子層１２の（１−１０１）端面を光出射面１４０ａとするとともに、（−１１０−１）端面を光反射面１４０ｂとした例について示したが、本発明はこれに限らず、（−１１０−１）端面を光出射面とするとともに、（１−１０１）端面を光反射面としてもよい。
【０１５９】
また、上記第８実施形態による窒化物系半導体レーザ素子では、半導体レーザ素子層１２の（１１−２２）端面を光出射面１６０ａとするとともに、（−１−１２−２）端面を光反射面１６０ｂとした例について示したが、本発明はこれに限らず、（１−１２−２）端面を光出射面とするとともに、（１１−２２）端面を光反射面としてもよい。
【０１６０】
また、上記第８実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子では、下地層４０にクラック導入用のスクライブ傷１８０を破線状（約４０μｍ間隔）に形成した例について示したが、本発明はこれに限らず、下地層４０のＢ方向（図３２参照）の両端部（ｎ型ＧａＮ基板１６１の端部に対応する領域）にスクライブ傷を形成してもよい。このように構成しても、両端部のスクライブ傷を起点としてＢ方向に延びるクラックを導入することができる。
【０１６１】
また、上記第１実施形態〜第８実施形態による窒化物系半導体レーザ素子では、平坦な基板上に下部クラッド層、発光層（活性層）および上部クラッド層などを順次形成し、その上の電流路を電流ブロック層により狭く制限する構造利得導波型のオキサイドストライプ構造を有する窒化物系半導体レーザ素子を形成する例について示したが、本発明はこれに限らず、リッジ部をＳｉＯ２またはＡｌＧａＮなどからなる電流ブロック層で埋め込んだ屈折率導波型のリッジ導波構造を有する窒化物系半導体レーザ素子を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】本発明による半導体レーザ素子の概略的な構成を説明するための断面図である。
【図２】窒化物系半導体の結晶方位と、本発明における製造プロセスを用いて半導体レーザ素子を形成する場合の基板の主表面の法線方向の範囲を示した図である。
【図３】本発明の第１実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。
【図４】図３に示した表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の構造を説明するための断面図である。
【図５】図３に示した表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の構造を説明するための断面図である。
【図６】図３に示した第１実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図７】図３に示した第１実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための平面図である。
【図８】図３に示した第１実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図９】図３に示した第１実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１０】図３に示した第１実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図および平面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。
【図１２】図１１に示した第２実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１３】図１１に示した第２実施形態の製造プロセスにおけるｎ型ＧａＮ基板上の半導体層の結晶成長の様子を走査型電子顕微鏡を用いて観察した顕微鏡写真である。
【図１４】図１１に示した第２実施形態の製造プロセスにおけるｎ型ＧａＮ基板上の半導体層の結晶成長の様子を走査型電子顕微鏡を用いて観察した顕微鏡写真である。
【図１５】本発明の第３実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。
【図１６】図１５に示した第３実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１７】図１５に示した第３実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１８】本発明の第３実施形態の変形例による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。
【図１９】図１８に示した第３実施形態の変形例による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２０】本発明の第４実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。
【図２１】図２０に示した第４実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２２】図２０に示した第４実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２３】本発明の第５実施形態による表面出射型窒化物系半導体レーザ素子とモニタ用ＰＤ内蔵サブマウントとを組み合わせた構造を示した断面図である。
【図２４】本発明の第６実施形態による面発光レーザアレーの構造を示した斜視図である。
【図２５】本発明の第７実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した斜視図である。
【図２６】図２５に示した窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。
【図２７】図２５に示した第７実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２８】図２５に示した第７実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図２９】図２５に示した第７実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図３０】本発明の第８実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の構造を示した断面図である。
【図３１】図３０に示した第８実施形態による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図３２】本発明の第８実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための平面図である。
【図３３】本発明の第８実施形態の変形例による窒化物系半導体レーザ素子の製造プロセスを説明するための平面図である。
【符号の説明】
【０１６３】
１  第１半導体（基板、窒化物系半導体素子層）
２  活性層（発光層、窒化物系半導体素子層）
３  第２半導体（窒化物系半導体素子層）
１１、５１、６１、８１、１４１、１６１  ｎ型ＧａＮ基板（基板）
１２  半導体レーザ素子層（窒化物系半導体素子層）
１３  バッファ層（窒化物系半導体素子層）
１４  ｎ型クラッド層（窒化物系半導体素子層）
１５  発光層（窒化物系半導体素子層）
１６  ｐ型クラッド層（窒化物系半導体素子層）
１７  ｐ型コンタクト層（窒化物系半導体素子層）
３０ａ、５０ａ、６０ａ、７０ａ、８０ａ、１４０ａ、１６０ａ  光出射面（第１共振器端面）
３０ｂ、５０ｂ、６０ｂ、７０ｂ、８０ｂ、１４０ｂ、１６０ｂ  光反射面（第２共振器端面）
３０ｃ、５０ｃ、６０ｃ、７０ｃ、８０ｃ、１００ｃ  反射面
４０  下地層
４１、１８１  クラック（凹部）
４１ａ、１５０ａ、１８１ａ  内側面（凹部の内側面）
４１ｂ、１５０ｂ、１８１ｂ  内側面（凹部の内側面）
１００ａ  端面（第２共振器端面）
１００ｂ  端面（第１共振器端面）
１０１ａ  レーザ光
１５０  溝部（凹部）
【図１】
0005245030.tif 000002
【図２】
0005245030.tif 000003
【図３】
0005245030.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図１３】
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【図１４】
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